液晶ディスプレイと偏光を用いた透明なインタフェースの研究

使用液晶显示器和偏振光的透明界面研究

基本信息

批准号：
09J09183
负责人：
佐藤俊樹
金额：
$ 0.9万
依托单位：
The University of Tokyo (2010)The University of Electro-Communications (2009)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、LCDを利用したテーブル型システムにおいて、テーブル上に配置した場合でも人の目には視覚的に透明で邪魔にならない「透明なインタフェース」の実現である。本年度は、前年度から開発を行っているLCD上で偏光と光弾性を利用し、透明な弾性体に対する変形を検出可能なシステムを利用し、様々なアプリケーションの開発を行った。まず、シート状の透明弾性体を用い、LCD上で接触時に触覚フィードバックのある感圧式のタッチスクリーンを構築した。また、LCDの映像上に顔や人体の形状を形取った透明な弾性体を重ねて置くことで、映像の立体感を高め、かつそれらに対して触れたり、引っ張ったりすることが可能な立体的なタッチスクリーンシステムを構築した。このような立体的な接触面や触覚フィードバックの実現は従来のタッチスクリーンでは困難であったが、本システムでは安価な透明弾性体を利用することで容易に実現可能である。また、小型の透明弾性体を手に持ち、LCD上で移動させたり押し潰したりすることで入力が可能な弾性体タンジブルインタフェースを開発し、ペイントシステムや地図閲覧システムへの応用を行った。このシステムは、従来の固定的なタンジブルオブジェクトと比べ、潰す、引っ張るといったより有機的な入力が可能であり、またテーブル上方の空間を利用した入力も容易に実現可能である。次にこれまでのシステムでは、テーブル上部にカメラを設置して弾性体の検出を行っていたが、テーブル内部にカメラを組み込み、テープルのみで検出が可能なシステムを実現する実験を行った。実験では、テーブル内部にLCDに代わる偏光光源を設置し、光源から発した偏光をテーブル上の弾性体表面で反射させ、テーブル下部の高感度デジタルカメラで検出するものである。実験の結果、テーブル内部からの光弾性の検出が可能であり、本システムをテーブル上部のカメラを必要としないシステムに拡張することができることがわかった。さらにこれらのシステムについて、国内外の学会で発表を行った。

这项研究的目的是实现一个“透明的界面”，该界面在视觉上透明了人眼，即使将其放在桌子系统中的桌子上也不会妨碍您的路。今年，我们使用系统开发了各种应用，该系统可以通过利用自上一年以来一直在开发的LCD上使用极化和光弹来检测透明弹性体的变形。首先，使用板状透明的弹性主体构建具有触觉反馈的压力敏感触摸屏。此外，通过将透明的弹性物体放置在LCD图像上塑造面部和人体形状的透明弹性物体，我们构建了一个三维触摸屏系统，可以增强图像的三维性，并可以触摸或拉动它们。传统的触摸屏很困难，这种三维的接触表面和触觉反馈很困难，但是可以通过使用廉价的透明弹性物体轻松实现该系统。此外，我们开发了一个弹性的切实界面，该界面可以通过将小的透明弹性主体握在手中，并将其在LCD上移动或压碎，并将其应用于油漆系统和地图查看系统。与常规的固定有形物体相比，该系统允许使用粉碎和拉动等有机输入，并且可以更轻松地使用表上方的空间实现输入。接下来，在以前的系统中，将摄像头安装在桌子的顶部以检测弹性物体，但是进行了一个实验，将摄像机组合在桌子内，以实现只能通过电镀检测的系统。在实验中，将偏振光源放在桌子内部以替换LCD，并在桌子上的弹性表面反射从光源发出的极化光，并通过桌子底部的高敏感数码相机检测到。实验表明，可以从桌子内部检测到光弹性，从而使系统扩展到不需要台面上的摄像头的系统。此外，这些系统是在日本和国外的学术会议上提出的。